石油工业中除硫化氢措施yuantaliang【参考】.docx

石油工业中除硫化氢措施硫化氢生成机理研究发现,油田生产井产出的硫化氢既有有机成因的, 也有无机成因的。1 硫化氢无机生成机理无机成因硫化氢主要是硫酸盐热化学还原及黄铁矿化学分解[ 1] 产生的, 其反应方程式如:2CaSO4+ 4C+ 2H2O 4CO2 { + Ca( OH) 2 + Ca( SH) 2Ca( SH) 2+ CO2 CaCO3+ H2S {CaSO4+ 4H2 Ca( OH) 2+ H2S { + 2H2OFeS2+ HCl FeCl3+ H2S {2 硫化氢有机生成机理 2. 1 通过硫醇生成硫醇是跟醇类相似的化合物, 可以把它看作是硫化氢分子( H2S) 中一个氢原子被烃基取代的衍生物, 也可以看作是烃分子中的氢原子被一个硫基( ) SH) 取代的衍生物, 其通式为RSH, 其中R 可以是烷基、环烷基或芳基。硫醇具有特殊气味, 因其含有硫基( ) SH) , 易与其他物质反应生成硫化氢, 如:2CuCl2 + 4RSH RSSR+ 2RSCu+ 4HClFeS+ 2HCl FeCl2+ H2S {硫醇C-- S 键的键能较低( 327 kJ/ mo l) , 因而, 具有一定能量的粒子撞击含硫化合物时C-- S 键首先断裂。伯、仲硫醇很容易发生热分解, 叔硫醇在较低温度下也能分解为硫化氢和相应的烯烃:RCH2CH2SH H2 S { + RCH CH2在某些情况下, 特别是在温度较低时, 由硫醇可得到高收率的H2S, 在有催化剂的条件下其更容易裂解。硫醇在氢和催化剂( 如Co ) Mo ) Al2 O3 催化剂) 存在条件下可以反应生成烷烃和硫化氢[ 2] 。2. 2 通过硫醚生成醚分子中的氧原子为硫原子所取代形成的化合物叫硫醚, 一般结构式为R ) S ) Rc。石油中存在的硫醚有以下几种: 烷基硫醚( R ) S ) Rc) 、芳基硫醚( Ar )S ) Ar) 、烷基-芳基硫醚( R ) S ) Ar) 和杂环硫醚, 还有其他含各种烃基结构的混合硫醚。根据对多种石油分子结构的研究结果, 如果把硫醚分为链状和环状两类,则石油中的硫醚分布规律是: 在环烷基石油中, 硫醚的类型主要为环状, 即硫杂环烷; 随着石油中烷烃含量增高, 链状硫醚的浓度增大。在无硫醇石油中链状硫醚极少, 其含量最多为总硫醚的3% ; 在含硫的石油中, 硫醚的主要类型是开链的R ) S ) Rc结构, 且硫醚占总硫化合物的25% 。在加热条件下, 硫醚的S ) C 键将产生分裂, 其反应机理, 在很多情况下是自由基反应。由于S ) C 键异裂生成离子的速度比均裂生成自由基的速度慢很多,因此分子分解生成离子的机会比生成自由基机会要小得多, 反应产物组成主要决定于自由基的各种反应途径。硫醚的热稳定性比沸点相近的烃要小, 因此在石油中常常有硫醚分解转化为硫化氢。研究证明, 硫醚热分解产物主要是硫醇、硫化氢、烯烃。如:C9H19SC9H19 C9H19 SH+ C9H18C9H19SH H2S { + C9H18C2H5 SC2H5 H2S { + CH3 CH3C2H5 SC2H5 C2 H5SH+ C2H4C2H5SH H2S { + C2H4单环硫醚催化转化几乎没有硫醇生成, 全部为硫化氢; 硫醚在有氢及Al ) Co ) Mo 催化的环境下一般发生氢解, 最初的产物是硫醇, 硫醇的浓度可达最大,然后浓度下降, 反应是连续不断发生的[ 3] :RSRc+ H2 RSH+ RcHRSH+ H2 RH+ H2S {温度上升是产生硫化氢的主要外在因素。温度在100 e 以上时, 每升高20 e , 硫化氢含量平均增加0. 03%左右; 温度在160~ 180 e 时硫化氢含量增加幅度最大; 温度高于180 e 后硫化氢含量增加幅度明显减小。o加入具有表面活性的化学剂, 能够抑制硫化氢的释放, 降低硫化氢的含量[ 6] 。?酸类化学剂的加入会促使硫化氢含量增加。一．钻井?过程中硫化氢防治对于油气井中硫化氢的来源可归结于以下几个方面：?（1）热作用于油层时，石油中的有机硫化物分解，产生出硫化氢。一般地讲，硫化氢含量随地层埋深增加而增大。如井深??2600m，硫化氢含量在??0．l％～0．5％之间，而井深超过2600m或更深，则硫化氢将超过?2％～23％，地层温度超过250℃，热化学作用将加剧而产生大量硫化氢。?（2）石油中的烃类和有机质通过储集层中水的硫酸盐的高温还原作用而产生硫化氢。（3）通过裂缝等通道，下部地层中硫酸盐层的硫化氢上窜而来。?（4）某些钻井液处理剂在高温热分解作用下，产生硫化氢。?1 　水基钻井液中硫化氢的来源①打开含硫化氢地层后, 地层流体侵入钻井液是钻井液中硫化氢的主要来源。②某些钻井液处理剂经过井下高温高压热分解产生硫化